某大型独立固定管道支架的设计_王培.pdfVIP

钢结构工程研究⑨ 《钢结构》2012 增刊 某大型独立固定管道支架的设计 王培 王燕 张凤梅 （青岛理工大学土木工程学院，青岛266033） 提 要：本文结合天津市天重江天重工有限公司 120t 转炉炼钢工程现有外网管道支架的设计对钢结构独 立式固定管道支架的构造措施、荷载计算、内力分析以及受力性能等设计问题进行了研究。采用结构分析 软件sap2000 分析了固定支架两种不同计算模型下的管架内力及活动支架的管架内力，并进行了对比分析。 计算结果表明：各构件承载力满足要求；以整体为研究对象的模型 2 结构受力更加合理；活动支架各构件 的受力情况在支架设计中起控制作用。 关键词：固定管道支架；构造措施；荷载计算；内力分析；受力分析 1．引言 管道支架是应用于架空敷设管道支承的一种特种结构，结构形式包括固定支架、滑动 支架、导向支架、滚动支架等，其中独立式固定管道支架作为一种限制管道或设备位移的 一种支架，在工程中被广泛应用。本文结合天重江天重工有限公司 120t 转炉炼钢工程现有 外网管道支架的结构设计，对独立式固定管道支架、活动管道支架的结构形式、布置方式 以及受力性能等设计问题进行了分析。可为工程应用提供参考。 2．工程简介 天津市天重江天重工有限公司 120t 转炉炼钢工程现有外网管道支架改建项目，需新增 阀门操作平台 1 个、滑动支架 12 个、固定支架 2 个、新增管道桁架 6 个、旧有支架加固 9 个。其中固定支架横向及纵向的柱间距均为 2.4m，设计时需考虑管道自重荷载及风荷载的 影响，同时还需考虑 9kN 的水平推力，该水平推力由管道补偿器的反弹力、管道不平衡内 压力和活动管架，通过管道传给固定管架组成。活动支架纵向的柱间距为 2.4m，设计时主 要考虑管道自重荷载及风荷载的影响。支架上的管道直径为 630mm，工作状态下的荷载是 1.8kN/m。独立式固定管道支架结构形式及几何尺寸如下图所示。 图1 天津市120t转炉炼钢工程部分管道支架布置图 625 钢结构工程研究⑨ 《钢结构》2012 增刊 3．固定管道支架设计 1）构造设计 固定管道支架结构组成如图2 所示，柱由 4 根 8.915m 长的 组成，在柱端与 的梁铰接。 依据参照文献[4] 的要求，设计中不考虑柱脚锚栓承受水平剪力，柱脚水平剪力由抗剪键承 担，柱脚抗剪键布置如图 3 所示。考虑抗剪键与混凝土协同工作，柱脚抗剪键需在基础预 留槽，待柱安装就位后作二次灌浆和养护，保证抗剪键与混凝土紧密结合。 图2 固定管道支架立面图 根据 GB50017-2003 《钢结构设计规范》第8.4.13 条规定：柱脚锚栓不宜用于承受柱脚 底部的水平反力，所以在设计中通常将栓杆的抗剪能力仅做为安全储备。由于本设计柱脚 同时承受纵向和横向水平剪力，因此采用工字型钢抗剪键来抵抗柱底剪力，也可以防止柱 底板与基础混凝土顶面之间出现滑移。同时，在柱脚设横向加劲肋来抵抗剪切力、防止斜 切裂缝，也可以使柱底应力均匀分布，防止应力集中。抗剪键具体构造如下图所示。 图3 柱脚抗剪键 2）荷载计算 固定管道支架的计算简图及